航空發(fā)動機復合材料葉片設計及成形技術研究.pdf

1、航空發(fā)動機葉片采用復合材料是其減重的重要手段之一，對實現(xiàn)航空發(fā)動機大推重比、高燃油效率具有重要意義。本文以航空發(fā)動機復合材料葉片應用為目標，針對復合材料葉片鋪層設計、可鋪性分析以及成形技術開展了相關研究。
　?。?）采用有限元方法建模分析，開展了復合材料葉片鋪層設計研究。根據(jù)葉片服役環(huán)境和幾何模型，建立了葉片在服役環(huán)境下的受力模型。應用復合材料細觀力學對典型復合材料性能預測，結合有限元方法計算篩選出滿足葉片強度剛度要求的材料體系：

2、T800/環(huán)氧樹脂復合材料體系。依據(jù)預測的材料屬性及葉片模型的幾何外形分區(qū)域確定葉片鋪層厚度，結合葉片承載要求并參考復合材料結構設計準則設計出復合材料葉片的具體鋪層：葉身部分鋪層為[±45/08/±45]s、葉根及榫頭部分鋪層為[±45/903/04/903/04/903/04/±45]s。
　　（2）根據(jù)葉片的曲面特性和復合材料變形特點，開展了復合材料葉片曲面可鋪性分析研究。提出了一種基于預浸料纖維變形約束及纖維鋪放方向約束的復

3、雜曲面復合材料構件可鋪性分析方法，該方法既滿足葉片模型復雜曲面的鋪放工藝性要求，同時又兼顧葉片強度要求。采用CATIA Automation技術和Visual Basic6.0平臺開發(fā)了相應的軟件模塊，利用雙曲面模型及葉片曲面模型在該軟件模塊上仿真驗證了算法的正確性。
　?。?）設計復合材料葉片成形模具，開展了復合材料葉片成形工藝探索。試驗測試了模擬工藝研究用復合材料（USN12500碳纖維/環(huán)氧樹脂）的拉伸性能、壓縮性能、層間剪